Scrape-off layer plasma simulation modeling has been carried out to assess the effect of tightly closing the lower divertor in DIII-D, which at present is almost fully open, on the achievement of cold dissipative/detached divertor conditions. To isolate the impact of other factors on the divertor plasma solution and to make direct comparisons, most of the parameters including the meshes were kept as similar as possible. Only the neutral baffling was modified to compare a fully open divertor with a tightly closed one. The modeling shows that the tightly closed divertor greatly improves trapping of recycling neutrals, thereby increasing radiative and charge exchange losses in the divertor and reducing the electron temperature Tet and deposited power density qdep at the target plate. Furthermore, the closed structure enables the divertor plasma to enter into highly dissipative and detached divertor conditions at a significantly lower upstream density. The effects of divertor closure on the neutral density and pressure, and their correlation with the divertor plasma conditions are also demonstrated. The effect of molecular D2−ion D+ elastic collisions and neutral–neutral collisions on the divertor plasma solution are assessed.
スクレイプオフ層プラズマシミュレーションモデリングを実施し、現在ほぼ完全に開放されているDIII-Dダイバータを密閉状態に近づけた場合の効果を、冷たい散逸性/非接触ダイバータ条件の達成への影響を評価するために調べた。他の要因がダイバータプラズマ解に及ぼす影響を分離し、直接比較を行うため、メッシュを含むほとんどのパラメータは可能な限り同一に保った。完全開放ダイバータと密閉ダイバータを比較するため、中性粒子閉じ込めのみを変更した。モデリング結果は、密閉ダイバータがリサイクリング中性粒子の閉じ込めを大幅に改善し、それによりダイバータにおける放射損失と電荷交換損失を増加させ、ターゲット板での電子温度Teと堆積パワー密度qを低減することを示している。さらに、密閉構造により、ダイバータプラズマは有意に低い上流密度で高度に散逸性の非接触ダイバータ条件に入ることが可能となる。ダイバータ閉じ込めが中性粒子密度と圧力に及ぼす影響、およびそれらとダイバータプラズマ条件との相関関係も実証された。分子D2−イオンD+弾性衝突および中性粒子−中性粒子衝突がダイバータプラズマ解に及ぼす影響も評価された。